[发明专利]一种高倍翅冷板散热器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及散热器，具体涉及一种冷板散热器。

背景技术

散热器常用于功率元件的散热降温，在电子电力行业的产品中有许多功率元件，在使用过程中有5%~8%的功率损耗产生热量，使元件温度升高，工作状态变坏，可靠性大幅度降低直至损坏，在一定温度范围内功率元件的温度每升高5℃，可靠性下降一个数量级，因此散热器的性能直接影响到产品的可靠性。

现有技术中，冷板散热器的结构大致由一基板以及固定排列在基板散热面上的散热片构成。从制作方式角度可分为钎焊式、铝型材一体挤压式以及铲翅式等。

钎焊式冷板散热器是先制作出基板和散热片，然后通过整体真空钎焊将散热片和基板焊接起来，真空焊接能耗大、成本较高。

铝型材一体挤压式冷板散热器是采用铝合金一体挤压成型，其优点是结构简单，但是其散热片的厚度无法做薄（一般至少0.8mm）、散热片的高度无法做高，散热片的间距也无法做小（一般至少3mm），即无法做到高倍翅（倍翅：即翅片高度与翅片间距之比），使单位散热面积所需的金属用量大，散热效率低。

铲翅式冷板散热器是在基板散热面上以刀具铲削出散热片，其缺点是其散热片的厚度厚（一般至少3mm）、散热片的高度也无法做高，散热片的间距也更大（一般达10mm），更加达不到高倍翅的要求。

而对于散热器制造厂家来说，为了在单位散热面积里减少金属用量，提高散热效率，高倍翅一直是追求的目标。

发明内容

本发明目的是提供一种高倍翅冷板散热器及其制作方法，在达到高倍翅的基础上进一步降低制作成本。

为达到上述目的，本发明采用的产品结构技术方案是：一种高倍翅冷板散热器，由多个散热单元拼合构成，所述散热单元为铝或铜挤压成型的等截面型材，该等截面型材由基板部以及基板部上向上伸出的一翅片部构成，基板部的宽度方向上相背的两侧面中，一面上沿长度方向设有插槽，另一面上凸设有条状钩；所述多个散热单元在宽度方向上并列布置，各相邻的散热单元的基板部间以条状钩与插槽对应插接，并且条状钩和插槽以朝上或朝下的斜面抵靠配合，当相邻的两散热单元中一者受到上下方向的作用力时，条状钩与插槽沿所述斜面相对滑动，使相邻的散热单元相靠拢，以此构成散热单元间的卡固结构；并且，所述多个散热单元的基板部底面上进行搅拌摩擦焊，由搅拌摩擦焊将各基板部焊接成一体。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述“搅拌摩擦焊”是现有一种焊接技术。搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样．搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。不同之处在于：搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头(welding pin)伸入工件中，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

2、上述方案中，考虑到实际搅拌摩擦焊时，焊头是对基板部底面作用，从而基板部的间隙顶端更易张开变大，会使基板部的底面变形为弧面，故进一步较佳方案是：将所述插槽和条状钩均设置于基板部两侧面的上部。

为达到上述目的，本发明采用的制作方法技术方案是：一种高倍翅冷板散热器的制作方法，预先准备一个搅拌摩擦焊时使用的夹具，该夹具具有一对X向夹持面，并且，朝Z向伸设有多块间隔布置的Z向支承板；

具体按以下步骤进行：

第一步，以挤压方式制作出铝或铜的散热单元型材，该散热单元型材由一基板部以及基板部上向上伸出的一翅片部构成，散热单元型材的基板部宽度方向上相背的两侧面中，一面上沿长度方向设有插槽，另一面上凸设有条状钩；

第二步，将所述散热单元型材截取成多个等长的散热单元；

第三步，将所述多个散热单元在宽度方向上并列布置，并将相邻的散热单元的条状钩与插槽进行插接，条状钩与插槽以斜面卡抵配合，从而将各基板部相拼合； 

第四步，将第三步拼合好的散热单元放置于夹具上，并调整夹具，使X向夹持面在散热单元的宽度方向上将第三步所述拼合好的散热单元夹持；每个Z向支承板沿着翅片部的高度方向对应伸入各散热单元的翅片部的间隙中并支撑着基板部；

第五步，利用一搅拌摩擦焊的焊接设备，以焊接设备的焊头旋转着伸入基板部的底面，并一边旋转一边沿着散热单元的宽度方向从拼合好的散热单元的一端移动至另一端，然后焊接设备的焊头停转抬起，完成对散热单元的基板部的第一道搅拌摩擦焊；在搅拌摩擦焊的过程中，焊接设备的焊头移至一散热单元上时即对该散热单元产生一抵压力，从而使其条状钩与相邻的散热单元的插槽间产生沿所述斜面的滑动，从而使其与相邻的散热单元相靠拢。